天文学家发布了从未有过的黑洞射流影像

去年，科学家们的全球合作创造了奇迹，首次直接展示了黑洞的图像。现在，我们有了一个宏伟的后续研究——有史以来对超大质量黑洞喷射出的猛烈喷流的最近距离观察。

这个超大质量的黑洞位于一个距离地球50亿光年的类星体的中心，其亮度极高，为3C 279。类星体是我们所知道的最明亮的宇宙物体之一：星系中有巨大的黑洞，当它们的吸积盘中的气体落向事件视界时，就会释放出强烈的辐射。

最新公布的结果实际上来自于2017年4月由事件视界望远镜(EHT)团队拍摄的历史性黑洞图像。3C 279是本次运行的四个次要对象之一，现在我们终于看到了激动人心的结果。

我们已经知道，当物质下落到一个饥饿的超大质量黑洞的虚无状态时，这种物质的一部分周围气体和尘埃会加速到接近光速。结果产生了已知宇宙中速度最快的粒子的相对论性喷流。

EHT团队现在已经以前所未有的细节解决了其中一个爆炸喷流，追踪它一直到3C 279的黑洞吸积盘。它可能看起来有点模糊，但数据中有丰富的信息。

一方面，该团队发现了一些惊喜：虽然喷射器应该是笔直的，但数据实际上揭示了其底部似乎是弯曲的，以及垂直于喷射器方向的细长结构。

“这个形态可以被解释为一个宽分辨率的喷流基底或者一个空间弯曲的喷流，”研究小组在他们的论文中写道，该论文的作者多达351位。

并且，由于观察是在几天内进行的，因此研究人员还可以辨别出细微的变化，这些变化很可能是模拟预测的东西，但从未直接观察到，比如吸积盘的转动和分解的物质落入黑洞。

（JY Kim（MPIfR）/波士顿大学布拉扎尔计划（VLBA和GMVA）/ EHT合作）

3C 279被选为EHT施展魔法的对象之一并非偶然。尽管我们去年看到了M87星系的超大质量黑洞，但它实际上是一个相对较弱的伽马射线发射源。

更强大的活动星系核，比如3C 279的光度距离往往要大得多，这意味着我们在夜空中更难辨别它们，但3C 279是我们观测到的最亮的伽马射线源之一。

在2017年4月的四个晚上，该团队在3C 279上对EHT进行了培训，从6个地理位置的8个站点收集数据，这些数据必须小心地传送到马克斯·普朗克射电天文学研究所(MPIfR)和麻省理工学院的超级计算机上进行广泛的分析。加拿大圆周研究所的天体物理学家Avery Broderick说：“对于3C 279来说，EHT的变革性分辨率和解释其数据的新计算工具的组合已被证明具有启示性。”

“曾经的一个无线电‘核心’现在分解成两个独立的综合体，它们在移动，即使在几个光年的尺度上，3C 279的喷射机也以超过99.5%的光速朝我们飞来!”

这些对于黑洞科学来说是非凡的发现，这么长时间以来，我们一直依赖于模拟和低分辨率的观察，但对于这些神秘的物体是如何运作的，以及我们所能看到的喷射流的实际动力是什么，我们仍然有很多不了解。

作者在论文中总结道：“更多关于源特性的细节，如磁场配置和详细的射流能量平衡，将有待后续研究。”

遗憾的是，由于目前正在进行的COVID-19太流行，原定于今年3月/ 4月进行的最新一次EHT观察活动被取消。但这次合作收集了2017年和2018年的大量数据，所以还有更多的数据来源。

“去年，我们可以展示第一张黑洞阴影的图像，”MPIfR主任和EHT合作委员会主席Anton Zensus说。

“现在我们在3C 279看到了猛烈喷流形状发生了意想不到的变化，我们的任务还没有完成，正如我们去年所说的：这只是个开始。”

研究结果发表在《天文学与天体物理学》杂志上。

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